Question

【題目】如圖，在光滑絕緣水平面上方足夠大的區(qū)域內(nèi)存在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度為E.不帶電的絕緣小球靜止在O點(diǎn)，帶正電的小球 離小球左側(cè)的距離為L，現(xiàn)由靜止釋放小球P 1 ，在電場(chǎng)力的作用下 與發(fā)生正碰后反彈，反彈速度是碰前的2/3倍。已知小球的質(zhì)量為m;帶電量為q，小球的質(zhì)量為5m.求：

（1）碰撞前小球的速度 .

（2）碰撞后小球的速度.

（3）小球和小球從第一次碰撞到第二次碰撞的時(shí)間和第二次碰撞時(shí)到O點(diǎn)的距離.

Answer 1

【答案】（1）（2） 方向水平向右 （3）

【解析】

根據(jù)動(dòng)能定理求出碰撞前小球P1的速度；兩小球碰撞的瞬間，動(dòng)量守恒，結(jié)合動(dòng)量守恒定律求出碰后小球P2的速度；碰撞后小球P1先向左后向右做勻變速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移時(shí)間公式，結(jié)合位移關(guān)系求出小球P1和小球P2從第一次碰撞到得二次碰撞的時(shí)間，根據(jù)位移的大小求出第二次碰撞的位置。

（1）設(shè)碰撞前小球P1 的速度為v0 ，根據(jù)動(dòng)能定理：

解得：
（2）P1 、P2 碰撞，設(shè)碰后P 1 速度為v1 ， P2 速度為v2 ，由動(dòng)量守恒定律：
解得： 方向水平向右
（3）碰撞后小球P1 向先向左后向右做勻變速運(yùn)動(dòng)，設(shè)加速度為a，則：
設(shè)P1 、P2 碰撞后又經(jīng)時(shí)間再次發(fā)生碰撞，且P1 受電場(chǎng)力不變，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式，以水平向右為正，則：

解得：
對(duì)P2
即第二次碰撞時(shí)距離O點(diǎn)